智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中的應用

石易　袁新讓　史超　倪千站

摘要：文章結合變電站巡檢工作現(xiàn)狀，對智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中應用的優(yōu)勢進行分析基礎上，并在其基礎上結合智能機器人的結構原理，對其在變電站巡檢系統(tǒng)中的具體應用進行研究。

關鍵詞：智能機器人;變電站：巡檢系統(tǒng)

中圖分類號：TM764

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）03-0178-02

0引言

在科學技術不斷發(fā)展與廣泛應用的今天，變電站工作越來越依靠信息技術以及自動化控制等現(xiàn)代化先進技術的開發(fā)應用與發(fā)展，無人值守智能變電站成為其現(xiàn)代化建設與發(fā)展的重要方向。變電站工作運行狀況的日常巡視與定期巡檢管理，是確保變電站安全、穩(wěn)定運行的關鍵，由于變電站巡檢工作會受到有關工作人員的技術能力、素質、環(huán)境因素等各方面情況影響，導致變電站巡檢的工作質量和效率受到影響，從而對變電站安全、穩(wěn)定運行產生制約。針對這種情況，為促進保證變電站巡檢工作質量和效率提升，采用智能機器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工巡檢工作模式，將是今后智能變電站建設的發(fā)展方向。在變電站巡檢系統(tǒng)中合理設計與應用智能機器人，不僅能夠有效克服人工技能與環(huán)境因素等情況的制約影響，而且能夠有效提升其工作質量和效率，作用優(yōu)勢十分明顯。

1智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中應用的優(yōu)勢分析

在變電站巡檢工作的開展中，傳統(tǒng)的人工巡檢模式在高溫高負荷、新投入設備運行前、遇到較為惡劣的氣候條件下，其巡檢內容及其工作難度都會增大，并且容易受到工作人員素質的影響，導致巡檢工作質量和效率不理想。針對這種情況，采用智能巡檢機器人代替人工巡檢對變電站設備開展巡視，就能夠有效避免和解決上述情況，很大程度上減輕人工巡檢的難度，使其質量和效率得到提升。因此，機器人巡檢具有較為突出的作用和優(yōu)勢[1]。

此外，在變電站設備及其工作運行的日常檢查中，傳統(tǒng)巡檢工作采用手工記錄方式進行檢修信息記錄，該方式容易受到工作人員主觀描述以及信息記錄偏差等因素影響，對變電站運行中的缺陷定級與設備性能維護的開展造成一定的不利影響，采用智能機器人進行變電站巡檢工作，則能夠較好地避免上述問題。對巡檢信息及時準確的記錄得到有效保障，具有較為顯著的作用和優(yōu)勢。

2變電站巡檢工作的主要方式與現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段變電站巡檢工作的主要模式包含人工巡檢與遠程監(jiān)視兩種。其中，在人工巡檢工作中巡檢人員對變電站運行與設備故障判斷會受到其本身的技術能力和素養(yǎng)、工作經驗等多種因素影響，導致其實際工作開展存在一定局限性，再加上進行變電站巡檢中對變電站運行設備狀態(tài)信息的記錄主要采用人工手寫記錄，會因工作人員的疏忽，導致信息記錄不完整或是與實際情況出現(xiàn)偏差等，進一步對變電站巡檢效果及其安全運行產生不利影響[2]。尤其是隨著電力事業(yè)的發(fā)展與電力工程建設的不斷提升，變電站站內設備數(shù)量及其開關場區(qū)域越來越廣泛，對變電站巡檢的要求也逐漸提高，傳統(tǒng)人工巡檢將不能滿足今后變電站巡檢的要求。隨著變電站自動化建設的發(fā)展，采用自動化與智能化、信息化等先進技術實現(xiàn)的遠程自動化監(jiān)視與巡檢系統(tǒng)在變電站巡檢工作中逐漸實現(xiàn)應用，從而進一步推動了無人值守變電站的建設與發(fā)展。

3智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中的應用

3.1智能機器人結構組成分析

變電站巡檢系統(tǒng)中所采用的智能機器人是由多傳感器融合技術與機電一體化技術、導航與行為規(guī)劃技術、安防技術、無線傳輸技術等多種現(xiàn)代化先進技術集成應用設計實現(xiàn)的。它在變電站工作中能夠通過完全自主或者是遙控操作模式，替代傳統(tǒng)人工巡檢方式，對變電站各設備及有關項目進行巡檢，并在圖像分析及判斷基礎上，對變電站運行中出現(xiàn)的故障問題及異常情況進行快速捕捉和及時上報，為無人值守變電站的建設與推廣應用提供技術支持，進而促進電網(wǎng)穩(wěn)定與可靠運行。智能機器人的控制結構如圖1所示。

從上圖可以看出，變電站巡檢系統(tǒng)中所采用的智能機器人，其控制系統(tǒng)采用分層式控制設計，主要包括基站控制與移動站控制兩個系統(tǒng)結構層。其中，智能機器人的基站控制系統(tǒng)結構中主要包含監(jiān)控計算機以及交換機、無線通訊設備等，該控制結構層中的監(jiān)控主站在Windows操作系統(tǒng)中設計完成，采用面向對象編程的C#語言進行開發(fā)設計，通過友好操作交互界面提供其在變電站巡檢系統(tǒng)中的基站監(jiān)測與控制功能，對智能巡檢機器人的運動規(guī)劃命令及環(huán)境信息進行控制，并對其采集數(shù)據(jù)進行分析與存儲、診斷等。而變電站巡檢系統(tǒng)中智能機器人的移動站控制系統(tǒng)，主要包含主控計算機及運動控制、磁軌道導航定位與巡視檢測、能源電池、網(wǎng)絡通信、機器人的機械結構等各系統(tǒng)部分，能夠對機器人的運動控制以及導航定位、數(shù)據(jù)采集檢測、狀態(tài)信息傳輸、能源補給控制等進行支持，以滿足智能機器人的遙控監(jiān)測與自動規(guī)劃巡檢等作用31.。

3.2智能機器人巡檢系統(tǒng)的應用

通過上述對智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中的應用優(yōu)勢及其控制結構進行分析，采用智能機器人開展變電站巡檢與管理應用工作，其具體功能不僅體現(xiàn)在使變電站例行巡視的內容更加全面、完善，并且將采用更加先進的技術手段開展變電站巡檢工作、實現(xiàn)更加便利與高效的變電站巡檢控制和管理工作。同時，能夠通過聯(lián)動控制等技術功能，通過遠程視頻控制交互界面，對變電站設備及其運行情況進行監(jiān)視和控制管理，以滿足變電站運行的現(xiàn)代化管理要求。

在變電站例行巡視中，智能機器人，能夠通過其自主化、本地或者遠程遙控工作模式來代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工巡檢模式，對變電站開展常規(guī)巡檢，且巡檢內容覆蓋變電站設備溫度、外觀以及刀閘開合狀態(tài)、儀表與儀器設備噪聲等。機器人巡檢系統(tǒng)不僅檢測方式多樣化，且巡檢操作具有標準化、智能化與客觀性等特征，能夠通過對巡檢內容與時間、巡檢路線、報表分析等一體化管理，加強對變電站巡檢全過程的有效控制，以實現(xiàn)更加準確與全面的數(shù)據(jù)提供，為變電站運行管理決策提供支持。

此外，智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中的應用，還能夠通過其所采用的紅外測溫模式識別技術、設備缺陷自動判斷與報警功能、機器視覺與聽覺功能、GIS母線伸縮節(jié)位移監(jiān)測功能等先進的檢測技術功能，對變電站運行與管理進行更加全面、方便和高效的巡檢支持。比如，在變電站巡檢中，智能機器人能夠通過系統(tǒng)中的紅外檢測技術進行變壓器、互感器、等變電站設備的溫度變化檢測，并在檢測分析與對比情況下，對數(shù)據(jù)結果進行自動判斷，以對變電站設備的故障和問題進行有效識別并自動報警，同時利用智能機器人的機器視覺功能還能夠在圖像預處理與濾波技術的支持下，對雨雪、光照等惡劣氣候或環(huán)境因素下的設備監(jiān)測圖像清晰度進行有效處理。并在對設備圖形進行精確匹配與模式識別下，實現(xiàn)設備外觀狀態(tài)的自動識別與準確判斷，識別與判斷的內容包括設備外觀異常情況以及刀閘分合狀態(tài)、儀表度數(shù)、油位計位置等，進而為變電站的自動化運行與管理提供支持。如下圖2所示，變電站巡檢系統(tǒng)中智能機器人對變電站隔離開關狀態(tài)的有效識別過程示意圖。

4結束語

總而言之，智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中的應用分析，有利于促進其在變電站自動化建設中的進一步推廣應用，進而推動無人值守變電站的建設與發(fā)展，具有十分積極的作用和意義。

參考文獻

[1]馬力，洪永健，趙燦輝.變電站智能機器人紅外測溫應用研究[J].電工技術，2019（4）：49-50，53.

[2]陳彬.變電站巡檢機器人關鍵技術及其適用性研究[J].科技創(chuàng)新導報，2019，16（5）：135，137.

[3]魯守銀，蘇建軍.機器人在變電站設備巡檢中的應用[J].機器人技術與應用，2007（5）：33-35